Dalam proses pembakaran, nyalaan terbentuk, strukturnya disebabkan oleh bahan yang bertindak balas. Strukturnya dibahagikan kepada kawasan bergantung pada penunjuk suhu.
Definisi
Nyalaan dipanggil gas panas, di mana komponen atau bahan plasma terdapat dalam bentuk pepejal tersebar. Mereka melakukan transformasi jenis fizikal dan kimia, disertai dengan pendaran, pembebasan tenaga haba dan pemanasan.
Kehadiran zarah ionik dan radikal dalam medium gas mencirikan kekonduksian elektrik dan kelakuan istimewanya dalam medan elektromagnet.
Apakah itu api
Biasanya ini adalah nama proses yang berkaitan dengan pembakaran. Berbanding dengan udara, ketumpatan gas lebih rendah, tetapi suhu tinggi menyebabkan gas meningkat. Ini adalah bagaimana api terbentuk, yang panjang dan pendek. Selalunya terdapat peralihan yang lancar dari satu bentuk ke bentuk yang lain.
Api: struktur dan struktur
Untuk menentukan rupa fenomena yang diterangkan, cukup untuk menyalakan penunu gas. Nyalaan tidak bercahaya yang terhasil tidak boleh dipanggil homogen. Secara visual, terdapat tigakawasan utama. Ngomong-ngomong, kajian struktur nyalaan menunjukkan bahawa bahan yang berbeza terbakar dengan pembentukan jenis obor yang berbeza.
Apabila campuran gas dan udara terbakar, obor pendek mula terbentuk, yang warnanya mempunyai warna biru dan ungu. Teras kelihatan di dalamnya - hijau-biru, menyerupai kon. Pertimbangkan api ini. Strukturnya dibahagikan kepada tiga zon:
- Asingkan kawasan persediaan di mana campuran gas dan udara dipanaskan semasa ia keluar dari lubang penunu.
- Ia diikuti dengan zon di mana pembakaran berlaku. Dia menduduki bahagian atas kon.
- Apabila kekurangan aliran udara, gas tidak terbakar sepenuhnya. Karbon oksida divalen dan sisa hidrogen dibebaskan. Pembakaran selepas mereka berlaku di kawasan ketiga, di mana terdapat akses oksigen.
Sekarang mari kita pertimbangkan proses pembakaran yang berbeza secara berasingan.
Lilin terbakar
Membakar lilin adalah seperti membakar mancis atau pemetik api. Dan struktur nyalaan lilin menyerupai aliran gas panas, yang ditarik ke atas kerana daya apungan. Proses ini bermula dengan pemanasan sumbu, diikuti dengan penyejatan parafin.
Zon paling rendah di dalam dan bersebelahan dengan utas dipanggil rantau pertama. Ia mempunyai cahaya biru sedikit kerana jumlah bahan api yang banyak, tetapi isipadu kecil campuran oksigen. Di sini, proses pembakaran bahan yang tidak lengkap dijalankan dengan pembebasan karbon monoksida, yang terus teroksida.
Zon pertamadikelilingi oleh cangkerang kedua yang bercahaya, yang mencirikan struktur nyalaan lilin. Jumlah oksigen yang lebih besar memasukinya, yang menyebabkan kesinambungan tindak balas oksidatif dengan penyertaan molekul bahan api. Penunjuk suhu di sini akan lebih tinggi daripada di zon gelap, tetapi tidak mencukupi untuk penguraian akhir. Dalam dua kawasan pertama, kesan bercahaya muncul apabila titisan bahan api yang tidak terbakar dan zarah arang batu dipanaskan dengan kuat.
Zon kedua dikelilingi oleh cangkerang halus dengan nilai suhu tinggi. Banyak molekul oksigen memasukinya, yang menyumbang kepada pembakaran lengkap zarah bahan api. Selepas bahan teroksida, kesan bercahaya tidak diperhatikan di zon ketiga.
Skema
Untuk kejelasan, kami mempersembahkan kepada perhatian anda imej lilin yang menyala. Corak nyalaan termasuk:
- Kawasan pertama atau gelap.
- Zon bercahaya kedua.
- Cangkang telus ketiga.
Benang lilin tidak terbakar, tetapi hanya hangus di hujung bengkok yang berlaku.
Lampu semangat yang menyala
Tangki kecil alkohol sering digunakan untuk eksperimen kimia. Mereka dipanggil lampu alkohol. Sumbu pembakar diresapi dengan bahan api cecair yang dituangkan melalui lubang. Ini difasilitasi oleh tekanan kapilari. Apabila mencapai bahagian atas sumbu yang bebas, alkohol mula menguap. Dalam keadaan wap, ia dibakar dan dibakar pada suhu tidak melebihi 900 ° C.
Api lampu semangat mempunyai bentuk biasa, ia hampir tidak berwarna, dengan sedikit warnabiru. Zonnya tidak kelihatan dengan jelas seperti kawasan lilin.
Di penunu alkohol, dinamakan sempena nama saintis Bartel, permulaan kebakaran terletak di atas grid pijar penunu. Kedalaman nyalaan ini membawa kepada pengurangan dalam kon gelap dalam, dan bahagian tengah keluar dari lubang, yang dianggap paling panas.
Ciri warna
Pancaran warna nyalaan yang berbeza, disebabkan oleh peralihan elektronik. Mereka juga dipanggil termal. Jadi, akibat daripada pembakaran komponen hidrokarbon di udara, nyalaan biru adalah disebabkan oleh pembebasan sebatian H-C. Dan apabila zarah C-C dipancarkan, obor bertukar menjadi merah jingga.
Sukar untuk melihat struktur nyalaan, yang kimianya merangkumi sebatian air, karbon dioksida dan karbon monoksida, ikatan OH. Lidahnya boleh dikatakan tidak berwarna, kerana zarah di atas memancarkan sinaran ultraungu dan inframerah apabila dibakar.
Warna nyalaan saling berkaitan dengan penunjuk suhu, dengan kehadiran zarah ionik di dalamnya, yang tergolong dalam pancaran atau spektrum optik tertentu. Oleh itu, pembakaran beberapa unsur membawa kepada perubahan dalam warna api dalam penunu. Perbezaan dalam pewarnaan obor dikaitkan dengan susunan unsur dalam kumpulan sistem berkala yang berbeza.
Api untuk kehadiran sinaran yang berkaitan dengan spektrum yang boleh dilihat, kaji spektroskop. Pada masa yang sama, didapati bahawa bahan mudah daripada subkumpulan umum juga mempunyai warna api yang serupa. Untuk kejelasan, pembakaran natrium digunakan sebagai ujian untuk inilogam. Apabila dibawa ke dalam api, lidah menjadi kuning terang. Berdasarkan ciri warna, garis natrium diasingkan dalam spektrum pelepasan.
Logam alkali dicirikan oleh sifat pengujaan pantas sinaran cahaya zarah atom. Apabila sebatian meruap rendah unsur tersebut dimasukkan ke dalam api penunu Bunsen, ia berwarna.
Pemeriksaan spektroskopi menunjukkan garis ciri di kawasan yang boleh dilihat oleh mata manusia. Kelajuan pengujaan sinaran cahaya dan struktur spektrum ringkas berkait rapat dengan ciri elektropositif tinggi logam ini.
Ciri
Pengkelasan nyalaan adalah berdasarkan ciri berikut:
- keadaan agregat sebatian terbakar. Ia datang dalam bentuk gas, aerodispersi, pepejal dan cecair;
- sejenis sinaran yang tidak berwarna, bercahaya dan berwarna;
- kelajuan pengedaran. Terdapat penyebaran cepat dan perlahan;
- tinggi nyalaan. Struktur boleh pendek atau panjang;
- ciri pergerakan campuran bertindak balas. Peruntukkan pergerakan berdenyut, laminar, gelora;
- persepsi visual. Bahan terbakar dengan nyalaan berasap, berwarna atau lutsinar;
- penunjuk suhu. Nyalaan boleh bersuhu rendah, sejuk dan suhu tinggi.
- keadaan bahan api fasa - agen pengoksida.
Pencucuhan berlaku akibat resapan atau pracampuran bahan aktif.
Rantau pengoksidaan dan pengurangan
Proses pengoksidaan berlaku di zon yang tidak mencolok. Dia paling hot dan terletak di bahagian atas. Di dalamnya, zarah bahan api mengalami pembakaran lengkap. Dan kehadiran lebihan oksigen dan kekurangan bahan api membawa kepada proses pengoksidaan yang intensif. Ciri ini harus digunakan semasa memanaskan objek di atas penunu. Itulah sebabnya bahan itu direndam di bahagian atas api. Pembakaran sedemikian berlaku dengan lebih pantas.
Tindak balas pengurangan berlaku di bahagian tengah dan bawah nyalaan. Ia mengandungi bekalan bahan mudah terbakar yang banyak dan sejumlah kecil molekul O2 yang menjalankan pembakaran. Apabila sebatian yang mengandungi oksigen dimasukkan ke dalam kawasan ini, unsur O terbelah.
Proses pemisahan ferus sulfat digunakan sebagai contoh nyalaan yang mengurangkan. Apabila FeSO4 masuk ke bahagian tengah nyalaan penunu, ia mula-mula memanaskan dan kemudian terurai menjadi ferik oksida, anhidrida dan sulfur dioksida. Dalam tindak balas ini, pengurangan S dengan cas daripada +6 kepada +4 diperhatikan.
Nyala kimpalan
Api jenis ini terbentuk hasil daripada pembakaran campuran gas atau wap cecair dengan oksigen dalam udara bersih.
Contohnya ialah pembentukan nyalaan oksi-asetilena. Ia menyerlahkan:
- zon teras;
- kawasan pemulihan sederhana;
- zon akhir suar.
Banyak yang terbakarcampuran gas-oksigen. Perbezaan dalam nisbah asetilena dan pengoksida membawa kepada jenis nyalaan yang berbeza. Ia boleh menjadi struktur biasa, pengkarburan (asetilenik) dan pengoksidaan.
Secara teorinya, proses pembakaran asetilena yang tidak lengkap dalam oksigen tulen boleh dicirikan oleh persamaan berikut: HCCH + O2 → H2+ CO +CO (tindak balas memerlukan satu mol O2).
Molekul hidrogen dan karbon monoksida yang terhasil bertindak balas dengan oksigen udara. Hasil akhir ialah air dan karbon monoksida tetravalen. Persamaan kelihatan seperti ini: CO + CO + H2 + 1½O2 → CO2 + CO2 +H2O. Tindak balas ini memerlukan 1.5 mol oksigen. Apabila merumuskan O2, ternyata 2.5 mol dibelanjakan untuk 1 mol HCCH. Dan oleh kerana dalam praktiknya sukar untuk mencari oksigen tulen sempurna (selalunya ia mempunyai sedikit pencemaran dengan bendasing), nisbah O2 kepada HCCH ialah 1.10 hingga 1.20.
Apabila nisbah oksigen kepada asetilena kurang daripada 1.10, nyalaan pengkarburan berlaku. Strukturnya mempunyai teras yang diperbesarkan, garis besarnya menjadi kabur. Jelaga terpancar daripada api sedemikian, kerana kekurangan molekul oksigen.
Jika nisbah gas lebih besar daripada 1, 20, maka nyalaan pengoksidaan dengan lebihan oksigen diperolehi. Molekul berlebihannya memusnahkan atom besi dan komponen lain penunu keluli. Dalam nyalaan sedemikian, bahagian nuklear menjadi pendek dan runcing.
Bacaan suhu
Setiap zon api lilin atau penunu adanilai mereka disebabkan oleh bekalan molekul oksigen. Suhu nyalaan terbuka di bahagian yang berbeza adalah antara 300 °C hingga 1600 °C.
Contohnya ialah nyalaan resapan dan lamina, yang dibentuk oleh tiga cengkerang. Konnya terdiri daripada kawasan gelap dengan suhu sehingga 360 ° C dan kekurangan agen pengoksidaan. Di atasnya adalah zon cahaya. Penunjuk suhunya berjulat dari 550 hingga 850 ° C, yang menyumbang kepada penguraian campuran mudah terbakar terma dan pembakarannya.
Kawasan luar hampir tidak kelihatan. Di dalamnya, suhu nyalaan mencapai 1560 ° C, yang disebabkan oleh ciri-ciri semula jadi molekul bahan api dan kelajuan kemasukan agen pengoksidaan. Di sinilah pembakaran paling kuat.
Bahan menyala dalam keadaan suhu yang berbeza. Jadi, magnesium logam terbakar hanya pada 2210 °C. Bagi kebanyakan pepejal, suhu nyalaan adalah kira-kira 350°C. Mancis dan minyak tanah boleh menyala pada 800°C, manakala kayu boleh menyala dari 850°C hingga 950°C.
Sebatang rokok terbakar dengan nyalaan yang suhunya berbeza dari 690 hingga 790 °C, dan dalam campuran propana-butana dari 790 °C hingga 1960 °C. Petrol menyala pada 1350°C. Nyalaan alkohol yang terbakar mempunyai suhu tidak melebihi 900 ° C.
